Flugzeug entwickeln

[haschenk]

Hallo zusammen,

@haru und Eckard
Vielen Dank für eure Hilfe! Hat prima geklappt, das Ergebnis seht ihr oben. Von der Möglichkeit werde ich wohl öfters mal Gebrauch machen, ein Bild ist doch gleich was anderes.

@jwl
Wir wollen jetzt keinen Streit anfangen. Ich habe geschrieben, was ich beim Lesen deines postings empfunden habe. Wahrscheinlich hast du es nicht so gemeint, wie´s bei mir angekommen ist. Trotzdem möchte ich dich bitten, mit Wertungen (oder auch nur angedeuteten Wertungen) der Theorie etwas zurückhaltender zu sein.

Um ordentliche Modelle zu bauen, braucht man nicht unbedingt viel Theorie. Es gibt aber auch Leute, die daran ihren Spaß haben und etwas dazulernen wollen.

"Theorien sind wie Netze: Nur wer sie auswirft, wird etwas fangen" (Novalis)
"Es gibt nichts Praktischeres als eine gute Theorie" (L. Prandtl)

Und jetzt noch 2 Buchtips, vielleicht nicht nur für Theoretiker:

S.F. Hoerner, "Fluid Dynamic Drag" (1965)
Die "Widerstandsbibel" der Aerodynamiker, unzählige experimentelle und theoretische Ergebnisse, Zeichnungen, Diagramme usw. Unter anderem auch zu den Themen Flügelenden, Randwirbel, k-Faktor usw., auch ein Abschnitt zum induzierten Widerstand von Flügeln mit V-Form.

C.A. Machaj, "Aerodynamik und Hydrodynamik des Segelns", Delius Klasing Verlag, 1991
Noch eine "Bibel", diesmal (nicht nur) für Yachtbauer. Segel und Kiel von Yachten sind auch Tragflügel. Deshalb gibt es in diesem ca. 740 Seiten dicken Buch ein 141 Seiten langes Kapitel zu Tragflügeln. Nicht nur Theorie, sondern immer auch die praktische Anwendung. Viele anschauliche Erklärungen, Zeichnungen, Bilder und Diagramme, auch Analogien zwischen Strömungs- und (elektro-)magnetischen Feldern.

Leider sind beide Bücher sehr teuer, deshalb ist für Normalverdiener Ausleihen angesagt.

Grüße,
Helmut

[ 29. Mai 2003, 18:25: Beitrag editiert von: haschenk ]

 

[TurboSchroegi]

Hi Folks !

Also ehrlich !

Wenn noch einmal einer fragt was das beste RC Forum im Netz ist - es ist RCN weil hier die besten Jungs dabei sind ! Danke ! Wirklich alles extrem cremige Beiträge !! Ich kann garnicht sagen an wievielen Stellen ich gerade AHA! gerufen habe.

@Steffen&hschenk: Ich sehe deutlich, dass es in manchen Situationen nicht genügt das "Hufeisenmodell" zu haben. Für die Auftriebsbeschreibung z.B. ist das eher schlecht weil - natürlich - die Zirkulation abhängig von der y Position über die Spannweite ist. Gerade aber das von mir angesprochene Modell mit der Integration der freien Wirbel über die Spannweite
ist aber doch garnich sooo unnütz/schlecht, weil das ja doch die "Abwindverteilung" liefert und ich so wieder beim Hufeisenwirbel bin. Ausserdem sieht man ja auch bei den Wirbelzöpfen recht schön den Übergang von der freien Wirbelfläche zu den "Randwirbeln"

Vielene, vielen herzlichen Dank nochmal für Eure Mühe und Eure qualifizierten Antworten!

TurboSchroegi

P.S. Hatte heute Kontakt mit Prof. Fred Thomas. Er sendet mir sein Buch in einer überarbeiteten allerdings englischsprachigen Version.

P.

 

[Steffen]

@haschenk:
>Das ist einer der Gründe dafür, warum das einfache Hufeisenmodell schon so gute Ergebnisse bringt.
Aber doch nicht für die Induzierten Anstellwinkel?

Weisst Du eigentlich genau, welches Verfahren hinter 'Nurflügel' steckt? Einfach nur Truckenbrodt finde ich etwas dünn.

@Turboschroegi:
Das ist fein, das neue Buch ist zwar nur in kleinen Passagen überarbeitet, aber allein schon die gepflegte Tabelle der Flugzeuge macht es das Wert. Wenn einen Englisch nicht stört. In einem Fachbuch macht mir das ja nix aus, aber schmökern kann man besser in dem deutschen Exemplar, finde ich
Aber schön, dass Du direkt bei ihm kaufst, dann verdient er das Geld. Der Mann ist einfach klasse, und seine Vorlesung war die definitiv beste, die ich im ganzen Studium gehört habe.

Ich peppe übrigens gerade einen Multhopp auf, der eigentlich öffentlich vergebbar sein müsste. Ich will auf Lastannahmen höherer Ordnung hinaus (Manöverlasten, Abfanglasten, iteration der Verformung der Struktur)
Das ganze mit einem Verfahren mit Pfeilungsfähigkeit wäre schön, allerdings baue ich eh nichts (relevant) gepfeiltes

Ciao, Steffen

 

[Steffen]

wenn die elliptische auftreibsverteilung die beste ist warum gibt es dann flächen die einen k-faktor von unter 1 haben. (siehe diss. dr. zimmer)

ohne die Diss zu sehen, kann man kaum sagen, warum er das so ermittelt hat.

Unter K=1 kommt man zB mit Winglets, wenn man Streckung und Flügelinhalt auf die Projektion bezieht.

 

[jwl]

Original erstellt von Steffen:

Unter K=1 kommt man zB mit Winglets, wenn man Streckung und Flügelinhalt auf die Projektion bezieht.

ohne winglets

gruss jwl

 

[Steffen]

ohne winglets

Dann erklär mal warum oder liefer die Dissertation

 

[jwl]

herbert zimmer: die aerodynamische optimierung von tragflügeln im unterschallgeschwindigkeitsbereich und der einfuss der gestaltung der flügelenden. dissertation. institut für aerodynamik und gasdynamik, uni stuttgart 1983

gruss jwl

 

[haschenk]

Hai zusammen,

@Steffen

Aber doch nicht für die Induzierten Anstellwinkel?

Nein, natürlich nicht. Ich habe mich da etwas zu euphorisch geäußert. Obwohl in Flügelmitte der Fehler garnicht so groß ist...

Das Hufeisen-Wirbelmodell ist aber z.B. gut für Untersuchungen im Nachlauf und in der Umgebung des Flügels (z.B. Formationsflug, Abwind am Leitwerk), und eine erste Näherung für den induzierten Widerstand und für den Abwind kriegt man auch daraus.

Weisst Du eigentlich genau, welches Verfahren hinter 'Nurflügel' steckt? Einfach nur Truckenbrodt finde ich etwas dünn.

Nein, weiß ich auch nicht. Was findest du dünn? Falls du Infos zum Truckenbrodt´schen Tragflächenverfahren selbst suchst, kann ich dir ein paar Literaturstellen benennen.

@jwl
Eine Verminderung des induzierten Widerstands kann man auf 2 Arten interpretieren: Einmal mit dem k-Faktor, angebracht am "elliptischen Minimum", aber andererseits aber auch als höhere "effektive Streckung" im Vergleich zur "geometrischen" Streckung.

Die erste Art verwendest du und kommst dabei in Verständnisschwierigkeiten, weil eben die elliptische Auftriebsverteilung schon den Minimalwert liefert.

Die zweite Art wird in dem schon zitierten Buch von Hoerner verwendet und scheint mir physikalisch sinnvoller. Anstelle der rein geometrischen Streckung tritt dann eine "effektive" Streckung, die von der Gestaltung der Flügelspitzen abhängig ist. Die physikalische Begründung liegt darin, daß die "Spur" der Randwirbel (und etwas weiter hinten der aufgerollten Wirbelfläche) mehr oder weniger nach innen oder nach außen verlaufen kann. Entsprechend ändert sich die Induktion am Flügel und damit die Verteilung des induzierten Anstellwinkels und des induzierten Widerstands, und man hat effektiv einen Flügel mit etwas höherer Streckung. Auf diese bezogen stimmt dann der minimale induzierte Widerstand wieder.
Hier 2 Bilder dazu:

Im Bild der Flügelspitzen ist der Verlauf der "Randwirbel"-Mitten zu sehen, abhängig von der Form der Flügelspitzen. Rechteckig/scharf abgeschnitten ist garnicht so übel!
Im Bild der Flügelumrisse ist die "Zimmer´sche TNT-Form" schon ein wenig vorweggenommen (Nr.IV). Beachte das positive Delta Ai (Streckungserhöhung).

Gruß,
Helmut

[ 01. Juni 2003, 01:50: Beitrag editiert von: haschenk ]

 

[jwl]

Original erstellt von haschenk:
höhere "effektive Streckung"

jep

danke für deinen schönen (scan) interessanten beitrag

gruss jwl

 

[Michael Baer]

Hi Leute!

Die Diskussion ist für Experten sicher hochinteressant! Aber: gopper 0815 will wissen, wie man als Neuling mal einen Flieger selbst konstruiert!

Glaubt Ihr, daß Eure (gewiss interessante) Diskussion Ihm weiterhilft? Ich denke "back to the basics" würde hier helfen!

Happy landings

Michael

 

[Radiomann]

@Ernie: Zustimmung, und ein Beispiel aus eigener Erfahrung von meiner Drinsitzfliegerei:

Nachdem ich schon etliche Stunden mit Cessna 172 unterwegs war, hatte ich die Gelegenheit, eine nagelneue TB9 zu überführen. Wow: Über 40 Jahre liegen zwischen diesen Entwicklungen, ansonsten ähnliches Gewicht und gleicher Motor. Keine überstehenden Nieten mehr und sogar die Tankdeckel waren versenkt. Aber dann war das Ding in allen relevanten Parametern schlechter: Steigleistung, Reisegeschwindigkeit, Abrißverhalten, Handlung im Langsamflug usw... Zwar ein schickes Cockpit, wie ein Porsche, aber neeee, das war nix. Mann war ich enttäuscht. Seitdem liebe ich die alten Cessnas, je älter, umso besser.

Die C172 wurde in ihren Grundzügen in den 40er Jahren entwickelt. Damals lieferten die Höhenleitwerke noch prinzipiell Abtrieb und von Wirbeln hinter der Tragfläche wusste man auch nicht viel. Oben war 2/3 Unterdruck und unten 1/3 Überdruck, der Rest war Intuition und jede Menge Erfahrung. Man betrachte nur mal die Schränkung einer Cessna-Tragfläche.

Was die Franzosen nunmehr in den späten 80ern mit ihrer Hightech-CAD abgeliefert hatten, ist im Vergleich dazu einfach nur peinlich.

Ich weiß, daß man das nicht verallgemeinern kann, aber es kam mir gerade bei diesem Thread in den Sinn. Wie jwl schon schrieb: Bei den meisten (Spaß-)Modellfliegern ist Try & Error angesagt. Das bringt die meiste Befriedigung und immer wieder neue Erkenntnisse.

Bei meinen Begegnungen mit Modellflugkollegen habe ich eines festgestellt: Die fröhlichsten, die auch den meisten Spaß hatten, waren oft mit dem letzten Schrott unterwegs, mich eingeschlossen. Also bastelt drauf los und lernt dabei. Weltmeister wird eh immer nur einer und der hat das alles auch nicht nur aus Büchern gelernt.

Gruß, Gunter

 

[TurboSchroegi]

Hey Hey Leute !!!

Was geht den jetzt ab
Siehe auch hier.

Die Idee mit dem Aerodynamik Forum finde ich gut!

Peace TurboSchroegi

[ 03. Juni 2003, 08:46: Beitrag editiert von: TurboSchroegi ]

 

[Gast_00010]

Also back to the roots

@ Gopper:
An was hast du denn gedacht? Motormodell oder Segler? Was solls denn können?

Ich habs bisher auch so gemacht wie du und hab letztens mein allererstes Modell selbst "konstruiert" und gebaut. Ohne Streß und ohen jede Formel, aber mit ein bißchen Hintergrundwissen.

Wenn du beschreibst was du willst, kann ich dir gerne Tips und Hinwesie geben.

Ich hab fürs Grobe Corel benutzt, um vorher zu sehen wie so die Proportionen kommen und einige Basisteile vorgezeichnet.

Den Rest erklär ich dir später, wenn ich deine Info hab, sonst muß ich zu viel tippen neben dem Job

 

[Steffen]

nichts denn nicht einmal diejenigen selbst verstehen irgendwas von den sie reden

Wenn Du meinst und Dich dann schlauer fühlst...

 

[Steffen]

@Elektroernie:

Auch wenn Dir das jetzt wieder oberlehrerhaft vorkommen sollte, stimmt das leider nicht, was Du da schreibst.

Den Modellflug (und auch große Flugzeuge!) gab es schon vor den ganzen Theorien. Von wann stammen die Lösungen von Multhopp?? Es war 1950, aber seit 1903 gibt es den Motorflug! Moderne Moteorflugzeuge haben nicht wesentlich bessere Flugleisungen als Maschinen aus den 30iger Jahren, Beispiel ME 108 Taifun! Nicht jeder große Theoretiker konstruiert gute Flugzeuge (hier verkneife ich mir das Beispiel) und nicht jeder Nicht-Theoretiker (ich wollte nicht "Praktiker" schreiben) schlechte. Ich bin sicher, daß sich weder der Konstrukteur der Piper J3 noch derjenige des Ur-"Taxis" sich über solche Sachen jemals Gedanken machten. Ich habe wirklich nichts gegen Theoretiker, ich würde sogar ein eigenes "Theorie- oder Aerodynamikforum" anregen, aber manchmal schießen sie etwas weit über das Ziel.

Theorien zum Fliegen sind viel älter als fliegende Modellflugzeuge. Speziell Penaud hat erst fliegen können, _weil_ er Theorien besass, die die Flugmechanik erklärten.
Aus dem Schiffbau gibt es ebenfalls Theorien zur Aerodynamik, die weit vor 1903 wussten, warum und wie Auftrieb entsteht.

Multhopp hat sein Quadraturverfahren 1938 veröffentlicht, dies war die Vorstellung einer praktikablen Lösung zur Bestimmung der Zirkulation, die allerdings schon lange vorher bekannt war (auch die optimale elliptische). Als die Me108 entworfen wurde, war das Thema schon lange klar.

Die Leistungsfähigkeit heutiger Flugzeuge wäre auch nicht drin, wenn man nur als Praktiker bauen würde. Das gäbe vielleicht hübsche und schön fliegende Flugzeuge, aber zB die Leistungen von Segelflugzeugen wären dann noch auf dem Level von Ka8 und ähnlichem.

Zu behaupten, dass in den 30er Jahren keine Theorien existierten, ist auch ziemlich heiss. Keine Ära hat mehr aerodynamische und flugmechanische Theorien erzeugt oder die Basis dafür gelegt, wie die 20er und 30er Jahre.

Und vor allem: die grundlegende Theorie, die die aerodynamischen Reglen letztendlich bestimmt, ist die Mathematik, und da ist in den letzten hundert Jahren nicht mehr viel (grundlegendes) passiert, die war vor dem Menschenflug effektiv fertig.

So oder so; man kann mit Theorie Flugzeuge entwerfen und ohne, aber wie schon gesagt: nicht ist praktischer als eine gute Theorie.

Aber da wenigstens einer die Theorien interessant fand, hat sich der Thread letztendlich doch gelohnt und war nicht falsch.

 

[jwl]

Original erstellt von Steffen:

nichts denn nicht einmal diejenigen selbst verstehen irgendwas von den sie reden

Wenn Du meinst und Dich dann schlauer fühlst...

wie man der formulierung entnehmen kann schliess ich mich nicht aus.

je mehr man weiss um so dümmer wird man.
je mehr man von der materie versteht um so mehr hat man respekt vor dem was andere gedacht haben.
nur der unhold weiss alles besser und kann alles besser bis er an der eingenen genialität verzweifelt.

selbstironie schadet wirklich nicht.

 

[elektroernie]

Hi
@Michael: Danke, ganz deiner Meinung
@Theoretiker: Den Modellflug (und auch große Flugzeuge!) gab es schon vor den ganzen Theorien. Von wann stammen die Lösungen von Multhopp?? Es war 1950, aber seit 1903 gibt es den Motorflug! Moderne Moteorflugzeuge haben nicht wesentlich bessere Flugleisungen als Maschinen aus den 30iger Jahren, Beispiel ME 108 Taifun! Nicht jeder große Theoretiker konstruiert gute Flugzeuge (hier verkneife ich mir das Beispiel) und nicht jeder Nicht-Theoretiker (ich wollte nicht "Praktiker" schreiben) schlechte. Ich bin sicher, daß sich weder der Konstrukteur der Piper J3 noch derjenige des Ur-"Taxis" sich über solche Sachen jemals Gedanken machten. Ich habe wirklich nichts gegen Theoretiker, ich würde sogar ein eigenes "Theorie- oder Aerodynamikforum" anregen, aber manchmal schießen sie etwas weit über das Ziel.
CU
Ernie

 

[jwl]

Original erstellt von Michael Baer:

Glaubt Ihr, daß Eure (gewiss interessante) Diskussion Ihm weiterhilft? Ich denke "back to the basics" würde hier helfen!

nichts denn nicht einmal diejenigen selbst verstehen irgendwas von den sie reden. hier geht es um eiltelkeiten um hahnenkämpfe /******/ grabenkämpfe. mein auto / mein haus / meine frau /meine pferdepflegerinnen.

die frage wie man ein flugzeug baut oder entwirft, gibt es verschiede möglichkeiten. entweder studium hier kommen die lowspeeds etwas zu kurz. also fängt man an zu bauen und versucht aus seinen fehlern zu lernen. diese ist ein steiniger weg und dauert jahre bis man nur ansatzweise irgenwas begriffen hat trotz genuss einiger bücher.

das einfachste ist man beginnt mit einem papierflieger, wenn man schaft einen papierflieger durchs wohnzimmer und das in einem geradeausflug hat man schon einiges begriffen. als nächstes baut man welche aus balsa wieder versucht man damit den luftraum des wohnzimmers zu erobern. die nächsten objekte müssen dann das haus verlassen und müssen in den garten, wiese......
eines tages baut man eine anlage rein.

wenn dann ein selbst gebautes und designtes modell auch so fliegt wie man sich das denkt kann man schon stolz sein.

aber zu denken, man kann es in zwei wochen fernstudium lernen irrt. hier (RCN) kann man dann einige fragen klären die man sonst nicht beantwortet bekommt. fragen wo ist bei meinem flugzeug der schwerpunkt wird es einfach nicht mehr geben, wenn der wohnzimmerschrank voller balsagleiter ist.

viel spass bei einem umfangreichen hobby

gruss jwl

 

[M. Kohler]

Original erstellt von Juergen Schrader:
Also back to the roots
@ Gopper:
An was hast du denn gedacht? Motormodell oder Segler? Was solls denn können?

...also wenn ich der Gopper..soundsoviel wäre hätt ich da schon längst nicht mehr reingeschaut!
Wird wohl nicht mehr soviel bringen, wieder zu den Basics zurückzukehren!

 

[TurboSchroegi]

Hi M.Kohler !

Geb' ich Dir recht, hätte ich auch nicht. Stattdessen hätte ich den Thread zu meinen Favoriten hinzugefügt, mir Literatur besorgt, hätte mir was angelesen und wäre dann ein paar Wochen später wieder über diesen Thread hergefallen und hätte alle möglichen Fragen gestellt, die ich sicher auch sehr kompetent beantwortet bekommen hätte!

Es gibt halt mehrer Ansätze etwas zu tun. LEben und leben lassen ist das Motto!

Danke + Grüße TurboSchroegi